專利名稱：一種無機強酸鎳鹽溶液的提純方法
技術領域：
本發(fā)明涉及濕法冶金提煉技術領域，特別涉及一種萃取提純鎳鹽溶液的技術。
背景技術：
從鎳溶液中分離鐵、銅、鋅、鈣、鎂、鈉的方法已有很多報道。如采用中和或黃鈉鐵礬法除鐵，采用硫化沉淀或萃取法除銅鋅，氟鹽沉淀或萃取除鈣鎂，而對鈉則是將鎳沉淀為氫氧化鎳或碳酸鎳，經反復洗滌去除鈉后再用純酸溶解得到鎳溶液。由于萃取法在環(huán)保、效率和得率等方面的優(yōu)勢顯著，近年來在銅鋅的去除中基本取代沉淀法。而對鈣鎂的去除，目前沉淀與萃取共存，氟鹽沉淀對鈣鎂的去除效果好，但耗能，且產生大量含氟廢水，處理難度高；對于鈣鎂含量高的溶液，萃取法除鈣鎂也存在一定的弊端，如采用硫酸反萃時會生成硫酸鈣沉淀，影響分相。沿用至今的洗滌除納工藝，需要消耗與鎳等量的堿和酸，不僅成本高，過程繁瑣，自動化程度低，而且洗滌效果不理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為解決上述現有技術的不足，提供一種一種制備純無機強酸鎳鹽溶液的方法。

本發(fā)明制備純無機強酸鎳鹽溶液的方法包括如下步驟a)在含有選自鐵鹽、銅鹽、鋅鹽、鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽或它們混合物的雜質的鎳鹽原料溶液中加入氫氧化鈉，將溶液的PH值調節(jié)至3. 5 4. 5，再加入與鈣離子等當量的硫酸鈉，升溫至65 85°C反應20分鐘至I小時，冷卻過濾，除去含有鐵和鈣的沉淀物；b)用2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯(以下簡稱P5tl7)萃取劑萃取步驟a)中產生的濾液，將銅、鋅、鈣和鎂離子萃取到有機相；c)用二 -(2-乙基己基)膦酸(以下簡稱P2tl4)萃取劑或2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑萃取步驟b)中產生的萃余液,將該萃余液中的鎳萃取到有機相；和d)用無機強酸水溶液反萃取步驟c)中產生的有機相，得到純的無機強酸鎳鹽溶液。本發(fā)明方法的優(yōu)點是適用范圍寬，工藝簡單、設備投入少，回收率高，產品純度高。附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明方法工藝流程的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明方法所用的鎳鹽原料溶液一般含有選自鐵鹽、銅鹽、鋅鹽、鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽或它們混合物的雜質。它通常為酸性鎳溶液，例如包括鍍鎳廢水濃縮液、鎳礦石原料的浸潰液、鎳氫和/或鎳鎘電極廢料的浸出液、或它們的混合物。這些鎳鹽原料溶液中主要雜質離子為鐵、銅、鋅、鈣、鎂、鈉，其中鈉離子的含量較高。鎳鹽原料可以是硫酸鎳，氯化鎳、硝酸鎳或它們的混合物。
為了從上述鎳鹽原料溶液中提純無機強酸鎳鹽溶液，需要對溶液中的雜質進行去除。在一個優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明方法包括以下幾個步驟a)除鐵除鈣。向酸性鎳溶液中加入氫氧化鈉，調節(jié)溶液PH值為4 4. 5，再加入與鈣離子等當量的硫酸鈉，于70 80°C反應O. 5小時左右，過濾，濾渣為氫氧化鐵和硫酸鈣的混合物，濾液待用。如果溶液中含有Fe2+離子，應加入一定量的雙氧水，使之氧化為Fe3+。雙氧水的加入量為O. 05 O. 2%重量％，以該鎳鹽原料溶液的重量為基準。硫酸鈉的加入，使得溶液中絕大部分鈣離子以硫酸鈣的形式沉淀出來，減輕了后面工序中萃取的壓力。b)萃取除銅鋅鈣鎂。上述濾液經萃取劑？5(17逆流萃取8-12級，優(yōu)選9-11級，將銅鋅鈣鎂離子萃取到有機相，而鈉和鎳則留在水相，稱為萃余液；該萃取劑的稀釋劑為煤油，優(yōu)選磺化煤油，萃取劑P5tl7占有機相的體積比例為5 30體積％，優(yōu)選為10 25體積％，優(yōu)選為萃取劑與稀釋劑的有機相總體積與水相的體積之比為3 :1 1: 3，優(yōu)選為2 I 2 1，更優(yōu)選為1:1。在一個更優(yōu)選的實施方式中，萃取前，有機相應先用氫氧化鈉溶液進行皂化，皂化率為30 80%，優(yōu)選為50 75%。萃取時，控制料液的PH值為4 6，經8 12級逆流萃取后，得到合格萃余液，合格萃余液中鐵、銅、鋅、鈣的濃度可降到5mg/l以下，鎂的濃度可以降到10mg/l以下。負載有機相優(yōu)選先用約O. 5N鹽酸進行4 6級洗鎳，再用約2N鹽酸進行2 4級反萃取銅鋅，最后用約6N鹽酸進行I 3級反萃取鐵，再生2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑。反萃取時有機相/水相之比(0/A)優(yōu)選為2 I 6 :1。反萃取后的有機相再送去制皂。

洗鎳過程中，控制鎳出口液的PH值為5. 0±0. 2，使有機相中的鎳反萃取到水相，而鎂等雜質仍留在有機相。反萃取鎳產生的水相可任選地合并到步驟a)產生的濾液中，反萃取鎳后的有機相送至反萃取銅鋅和反萃取鐵，反萃取銅鋅過程中，鎂、鈣一起被反萃取到水相中。為了回收其中的有價金屬銅，可加入氫氧化鈉對銅進行沉淀回收。c)萃鎳除鈉。步驟b)中產生的萃余液可以用含膦萃取劑的有機相逆流萃取，將鎳全部萃取到有機相，而鈉留在水相，實現鎳鈉的分離。步驟c)中所用的含膦萃取劑可以萃取劑的P5tl7或P2tl4,該萃取劑的稀釋劑為為煤油，優(yōu)選為磺化煤油。萃取劑在有機相中的體積比例為10 30%，優(yōu)選為15 25%。萃取時相比0/A控制為3 :1 6 : 1，優(yōu)選為4 I 5 :1。在一個更優(yōu)選的實施方式中，萃取前，有機相應先用氫氧化鈉溶液進行皂化，皂化率為50 80%，優(yōu)選為60 75%。萃取時，優(yōu)選控制料液的PH值為5±O. 5，經3 6級逆流萃取后，萃余液顏色逐漸由綠色變成無色，其中的鎳基本被萃取到有機相。萃余液可以直接送至廢水處理后排放。d)步驟c)中產生的含鎳有機相經純酸反萃取后，可得到潔凈的鎳鹽溶液。這種鎳鹽溶液經濃縮結晶后可得到純的無機強酸鎳鹽結晶。在一個優(yōu)選的實施方式中，負鎳的有機相優(yōu)選先用O.1 O. 2N稀硫酸逆流洗滌，除去有機相中夾帶的鈉，洗滌級數為2 4，0/A例優(yōu)選控制為3 :1 6 : 1，優(yōu)選為4 :1 5 :1。洗鈉后的有機相，再用3. 5 4. ON純無機強酸逆流反萃，得到純凈的無機強酸鎳鹽溶液。反萃級數為4 6級，相比0/A為4 :1 8 : 1，優(yōu)選為5 :1 6 : 1，控制出口鎳液的PH值為4. 5±0. 5。步驟d)中用于反萃取鎳的純無機強酸可以是純硫酸、純鹽酸、純硝酸等。本發(fā)明的效果是(1)將除鈣與除鐵融合在一起，在不增加設備、不影響除鐵、不引入氟離子的情況下，對鈣的初步去除取到了良好的效果，減輕了后面萃取的壓力，特別適用于鈣含量較高的鎳溶液體系；(2)兩步萃取工藝，設備投入少，工藝自動化程度高，對金屬離子的除雜效果好，尤其是對鈉的去除，效率比沉淀洗滌大大提高；經兩步萃取后，最終鎳鹽溶液中鎳的濃度大大提高，可以大大縮短結晶前的濃縮時間和能耗；(3)本發(fā)明適用范圍寬，對鹽酸和硫酸體系的酸性鎳溶液都適用，最后得到的鎳鹽體系，靈活性高，可以根據市場需要選擇制備硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳等鎳鹽品種。實施例在攪拌下向10升酸性氯化鎳溶液(密度為1. 15g/cm3，其成分見表I所示)中加入30重量％工業(yè)液堿將其PH值調至3. 8 4，再加入13克無水硫酸鈉，以及6克30%重量的工業(yè)雙氧水，升溫至70 80°C反應O. 5小時，過濾，得濾液9. 7升，分析表明，濾液中鈣和鐵的濃度大大降低，見表I所示。除鐵鈣后的濾液，用萃取劑P5tl7 (工業(yè)級，購自上海萊雅仕化工有限公司)以相比0/A為1:1的比例十級逆流萃取。萃取劑？5(17的稀釋劑為磺化煤油(工業(yè)級，購自上海萊雅仕化工有限公司)，其中P5tl7占有機相的體積比例為10%。萃取劑P5tl7先用30重量％氫氧化鈉溶液皂化，皂化率為50%。十級萃取后，得到鐵銅鋅鈣鎂雜質合格的萃余液。負載有機相用O. 5N鹽酸5級反鎳，2N鹽酸3級反萃取銅(鋅鈣鎂也同時被反萃取下來)，6N鹽酸I級反萃取鐵，實現萃取劑的再生。為盡可能減少反萃取鎳出口液中雜質尤其是鎂雜質的含量，控制出口 PH值在5. 0±0. 2。反萃取銅液可視情況回收。P507除雜后的萃余液，繼續(xù)用萃取劑P2tl4 (工業(yè)級，購自上海萊雅仕化工有限公司)以相比0/A為4 I的比例 4級逆流萃取，使得水相中的鎳全部萃取到有機相，當萃余液變成無色時，表明鎳的濃度已經很低，可以送廢水處理。萃取劑P2tl4的稀釋劑為磺化煤油組成，其中P2tl4占有機相的體積比例為20%。萃取劑P2tl4先用30重量％氫氧化鈉溶液皂化，皂化率為70 %。負載鎳的有機相，用O.1N硫酸3級逆流洗鈉，相比0/A為4 I，使夾雜在有機相中的鈉離子進入水相。洗鈉后的有機相，再用4N的硫酸進行5級反萃，相比0/A為4 1，最終反萃取鎳液的PH值為4. 5。表I是三階段除雜過程中金屬元素的變化情況一覽表。由表可以看出，通過除鐵除鈣、P507萃取除雜、P204萃鎳除鈉這三個過程，鎳溶液中的雜質得到了去除，凈化后的硫酸鎳可以直接送至結晶，得到高質量的硫酸鎳晶體。 表I鎳溶液除雜前后元素成分一覽表
權利要求
1.一種提純無機強酸鎳鹽溶液的方法，它包括如下步驟 a)在含有選自鐵鹽、銅鹽、鋅鹽、鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽或它們混合物的雜質的鎳鹽原料溶液中加入氫氧化鈉，將溶液的PH值調節(jié)至3. 5 4. 5，再加入與鈣離子等當量的硫酸鈉，升溫至65 85°C反應20分鐘至I小時，冷卻過濾，除去含有鐵和鈣的沉淀物； b)用2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑萃取步驟a)中產生的濾液，將銅、鋅、鈣和鎂離子萃取到有機相； c)用二-(2-乙基己基)膦酸萃取劑或2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑萃取步驟b)中產生的萃余液,將該萃余液中的鎳萃取到有機相；和 d)用無機強酸水溶液反萃取步驟c)中產生的有機相，得到純的無機強酸鎳鹽溶液。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鎳鹽原料溶液包括鍍鎳廢水濃縮液、鎳礦石原料的浸潰液、鎳氫和/或鎳鎘電極廢料的浸出液、或它們的混合物。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟a)中在加入硫酸鈉的同時加入O.05 O. 2%重量％的雙氧水，以該鎳鹽原料溶液的重量為基準。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟b)中用2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑進行8-12級逆流萃取，該萃取劑的稀釋劑為煤油，稀釋率為5 30體積％，萃取劑與稀釋劑的總體積與水相的體積之比為3 :1 1: 3。
5.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟b)中產生的負載有機相用約O.5N鹽酸進行4 6級洗鎳，再用約2N鹽酸進行2 4級反萃取銅鋅，最后用約6N鹽酸進行I 3級反萃取鐵后再生2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯萃取劑。
6.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟c)中使用二-(2-乙基己基)膦酸萃取劑進行4-6級逆流萃取，該萃取劑的稀釋劑為煤油，稀釋率為15 25體積％，萃取劑與稀釋劑的總體積與水相的體積之比為4 I 8 I。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟c)中產生的負載有機相用O.05-0. 2N無機強酸水溶液進行2 5級逆流反萃取，以除去殘余的鈉離子。
8.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟d)中所用的無機強酸包括硫酸、鹽酸或硝酸。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟d)中用3 5N無機強酸3 7級反萃取。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟d)中產生的無機強酸鎳鹽溶液直接進行濃縮結晶，得到無機強酸鹽晶體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提純無機強酸鎳鹽溶液的方法，它包括如下步驟a)在鎳鹽原料溶液中加入氫氧化鈉，將溶液的pH值調節(jié)至3.5～4.5，再加入與鈣離子等當量的硫酸鈉，升溫至65～85℃反應20分鐘至1小時，冷卻過濾，除去含有鐵和鈣的沉淀物；b)用P507萃取劑萃取步驟a)中產生的濾液，將銅、鋅、鈣和鎂金屬雜質離子萃取到有機相；c)用P204萃取劑或P507萃取劑萃取步驟b)中產生的萃余液，將該萃余液中的鎳萃取到有機相；和d)用無機強酸水溶液反萃取步驟c)中產生的有機相，得到純的無機強酸鎳鹽溶液。本發(fā)明方法適用范圍寬，工藝簡單、設備投入少，回收率高，產品純度高。
文檔編號C22B3/38GK103060562SQ20111031724
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權日2011年10月18日
發(fā)明者祝愛蘭 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司